Le mystère du Soleil faible

« On ne peut étudier que ce qu’on a d’abord rêvé.
La science se forme plutôt sur une rêverie que sur une expérience et il faut bien des expériences pour effacer les brumes du songe.  »
— Gaston Bachelard, La formation de l’esprit scientifique

Vincent Bontems est philosophe des sciences et techniques à l’Institut de Recherche sur les Lois Fondamentales de l’Univers (Irfu / CEA)

Le rapport le plus évident de la Terre au Soleil s’incarne par son irradiation : l’exposition de notre planète au rayonnement lumineux de son astre. Elle constitue l’une de nos principales sources énergétiques et conditionne une température plus clémente à la surface terrestre. La lumière émise par le Soleil balaye un large spectre de longueurs d’onde. En particulier, la partie hautement énergétique du rayonnement solaire, les extrêmes UV, UV et rayons X, jouent un rôle crucial dans le réchauffement de l’atmosphère des planètes.

Cependant, les étoiles évoluent. Au cours du temps, elles varient notamment en masse, en compositions chimique, en structure et en niveau d’activité magnétique. Par conséquent, l’intensité et la nature de leur rayonnement change. D’après la modélisation standard de l’évolution du Soleil à masse constante (MSS), le rayonnement du jeune Soleil était 30% moins intense qu’actuellement.

Mais à 30% plus faible, et en considérant une atmosphère semblable à celle d’aujourd’hui, la température à la surface terrestre serait négative (voir diagramme ci-dessous)! Et pourtant, malgré l’hypothèse de cette faiblesse solaire, notre planète est devenue habitable presque dès ses débuts. Durant des milliards d’années, elle offrait les conditions de température et de pression compatibles avec la présence d’eau liquide à sa surface.  La preuve la plus probante en est l’apparition de la vie il y a 3,8 milliards d’années. Elle y est apparue et ne l’a plus quittée. Paradoxal.